Construcción y puesta en marcha de una máquina clasificadora de botellas para el Laboratorio de Automatización Industrial de la Universidad del Valle de Guatemala

Abstract

Este trabajo de graduación consistió en el rediseño y ensamblaje de una máquina clasificadora de botellas que distingue los envases según el color de su tapadera. El objetivo principal del proyecto fue aportar al Laboratorio de Automatización Industrial de una herramienta didáctica que permita a los estudiantes aprender y practicar procesos de clasificación automatizados, simulando condiciones industriales en un entorno académico. La idea de desarrollar este proyecto surge de la necesidad de contar con equipos que faciliten la enseñanza de la automatización de procesos industriales en la Universidad del Valle de Guatemala. Dado el crecimiento del sector industrial en el país, este tipo de proyectos contribuye a preparar profesionales capaces de enfrentar los retos de un entorno laboral cada vez más automatizado. La máquina clasificadora se convierte en un recurso didáctico de gran valor al integrar tecnologías de sensores, controladores y actuadores que se utilizan en la industria. Para la estructura de la máquina, se emplearon perfiles de aluminio de 30x30 mm, lo que permite que el diseño sea modular y adaptable a diversas necesidades en el futuro. También se utilizaron perfiles de 20x20 mm en el mecanismo de clasificación. Este mecanismo cuenta con un motor de 12V, controlado mediante señales digitales, lo cual asegura una operación precisa y eficiente. La detección del color de las tapaderas se realiza mediante el sensor TCS3200, que está conectado a un microcontrolador Arduino Uno. Este dispositivo recibe los datos del sensor y los transmite al PLC como señales digitales. Una vez que el PLC recibe estas señales, envía comandos a un puente H, el cual controla la dirección del motor DC encargado de desplazar las botellas. El sistema se complementa con una banda transportadora, que moviliza las botellas a lo largo del proceso hasta el punto final, donde se realiza la clasificación según el color de la tapadera, además, cuenta con la posibilidad de ser modificado y mejorado en el futuro, ofreciendo a los estudiantes una experiencia práctica en el campo de la automatización industrial.

This graduation project involved redesigning and assembling a bottle sorting machine that distinguishes containers based on the color of their caps. The project's main objective was to contribute to the Industrial Automation Laboratory with a didactic tool that enables students to learn and practice automated sorting processes, simulating industrial conditions in an academic environment. The idea for this project arose from the need to have equipment that facilitates the teaching of industrial process automation at Universidad del Valle de Guatemala. Given the growth of the country's industrial sector, such projects help prepare professionals capable of facing the challenges of an increasingly automated work environment. The sorting machine becomes a highly valuable educational resource by integrating sensor, controller, and actuator technologies commonly used in the industry. The machine's structure was built using 30x30 mm aluminum profiles, allowing the design to be modular and adaptable to various needs in the future. Additionally, 20x20 mm profiles were used in the sorting mechanism. This mechanism features a 12V motor controlled by digital signals, ensuring precise and efficient operation. The color detection of the bottle caps is performed using the TCS3200 sensor, which is connected to an Arduino Uno microcontroller. This device receives data from the sensor and transmits it to the PLC as digital signals. Once the PLC receives these signals, it sends commands to an H-bridge, which controls the direction of the DC motor responsible for moving the bottles. The system is complemented by a conveyor belt that transports the bottles throughout the process to the final sorting point based on the color of their caps. Furthermore, it offers the possibility of being modified and improved in the future, providing students with practical experience in the field of industrial automation.